為大量蛋白質(zhì)文庫克隆數(shù)千個基因

發(fā)現(xiàn)基因的功能需要克隆DNA序列并表達(dá)它。到目前為止，這是一次基于一個基因進行的，造成了瓶頸。羅格斯大學(xué) - 新不倫瑞克省的科學(xué)家與約翰霍普金斯大學(xué)和哈佛醫(yī)學(xué)院合作，發(fā)明了一種同時克隆數(shù)千個基因并從DNA樣本中創(chuàng)建大量蛋白質(zhì)庫的技術(shù)，可能開創(chuàng)了功能基因組學(xué)的新時代。

“我們認(rèn)為快速，經(jīng)濟，高通量的蛋白質(zhì)和其他遺傳元件的克隆將極大地加速生物學(xué)研究，以發(fā)現(xiàn)基因組編碼分子的功能，并與新的基因組測序數(shù)據(jù)出現(xiàn)的速度相匹配，”Biju說。 Parekkadan，羅格斯大學(xué) - 新不倫瑞克省生物醫(yī)學(xué)工程系副教授。

在今天在線發(fā)表在“自然生物醫(yī)學(xué)工程”雜志上的一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)他們的技術(shù)-LASSO(長適配器單鏈寡核苷酸)探針可以同時捕獲和克隆數(shù)千個長DNA片段。

作為一個概念驗證，研究人員克隆了來自大腸桿菌的3,000多個DNA片段，這些DNA片段通常用作具有編目基因組序列的模式生物。

“我們捕獲了大約95%的基因目標(biāo)，我們開始捕獲它們，其中許多DNA長度非常大，過去一直存在挑戰(zhàn)，”Parekkadan說。“我認(rèn)為隨著時間的推移肯定會有更多改進。”

他們現(xiàn)在可以采用基因組序列(或其中許多)，并以前所未有的速度，成本效益和精確度制作蛋白質(zhì)庫，以便從基因組中快速發(fā)現(xiàn)潛在有益的生物分子。

在進行他們的研究時，他們巧合地解決了基因組測序領(lǐng)域中長期存在的問題。當(dāng)談到個體基因組的基因測序時，今天的黃金標(biāo)準(zhǔn)是逐個對小片DNA進行測序并覆蓋它們以繪制出全基因組代碼。但是在重疊過程中很難解釋短讀取，并且沒有辦法以有針對性和更有效的方式對DNA的長片段進行測序。LASSO探針可以做到這一點，捕獲長度超過1,000個堿基對的DNA靶標(biāo)，其中當(dāng)前格式捕獲約100個堿基對。

該團隊還報告了從人類微生物組樣本中捕獲和克隆第一個蛋白質(zhì)文庫或蛋白質(zhì)組。Parekkadan補充說，在分子水平上對人類微生物組進行剔除是改善精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)工作的第一步，這些努力會影響我們的腸道，皮膚和肺部的微生物群落。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)需要在分子水平上深入和功能性地理解健康和形成疾病的微生物群的驅(qū)動因素。

今天，制藥行業(yè)篩選出數(shù)千種分子的合成化學(xué)庫，找到一種可能具有藥效的化學(xué)庫，Parekkadan說，他于1月份加入羅格斯工程學(xué)院。

“我們的愿景是采用相同的方法，但迅速篩選從人類或其他基因組克隆的非合成，生物或'天然'分子，包括植物，動物和微生物的分子，”他說。“這可以通過更多努力將藥物藥物發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為生物制藥藥物的發(fā)現(xiàn)。”

Parekkadan說，正在進行的下一階段是改進克隆過程，建立文庫并發(fā)現(xiàn)我們基因組中發(fā)現(xiàn)的治療性蛋白質(zhì)。

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